[发明专利]一种模拟遮阴程度的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及农业技术领域，尤其是一种模拟遮阴程度的方法和装置。

背景技术

遮阴作为一种农艺措施，对大田作物是否具有有益的影响目前仍存在争议，因为它在改善植物抗逆生理的同时，对植物生长、光合、果实产量和品质也产生了相应的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模拟遮阴程度的方法和装置，本发明模拟遮阴程度的方法和装置可模拟不同遮阴程度对农作物生产的影响，涉及到农业生长领域。

本发明的技术方案是：

一种模拟遮阴程度的方法，包括如下步骤：

步骤1)确定遮阴的程度等级；

步骤2)选择覆盖材料；

步骤3)计算膜下透光率的大小；

步骤4)利用公式确定处理小区面积。

所述步骤1)为根据1961年-2010年历史的气象数据分析统计，发生连阴雨天气导致的总辐射或透光率值下降50％-85％，确定遮阴程度为50％，65％和85％。

所述步骤2)选用的覆盖材料为黑色遮阳网。

所述步骤3)包括以下步骤：进行遮阴预试验，利用照度计测量覆盖材料水平上方和下方1.5米处光强大小，透光率大小即为下方1.5米处光强/水平上方光强，确定型号为SZW-8的黑色遮阳网1层，型号为SZW-12的黑色遮阳网1层，型号为SZW-8的遮阳网2层可用来模拟遮阴程度为50％，65％和85％。

所述步骤4)利用公式确定处理小区面积包括以下步骤：

遮阳网覆盖高度为距离地面2m，受太阳高度角和方位角的影响，其遮阳网垂直于地面的范围内并未完全被遮阳网覆盖，其实际遮阴面积小于遮阳网遮阴面积，小区面积应大于实际遮阴面积；

小区面积的计算：首先要根据太阳高度角和方位角分别计算高度2m遮阴条件下，早上(8:30)、正午(真太阳时)、下午(15:50)的遮阳网下未遮阴面积，然后再加上预遮阴面积计算出小区面积；

一年中太阳高度角和方位角最低的时间为冬至，此时遮阳网下未遮阴面积最大，相关计算过程如下：

输入值：

t_d日序，天；

ζ地理纬度，度；

L经度，度；

h时间，小时；

(1)太阳高度角(α)和太阳方位角(β)计算；

计算公式：

a＝sin(π*ζ/180)*sin{-asin[sin(23.45*π/180)*cos(2*π*(t_d+10)/365)]}；

b＝cos(π*ζ/180)*cos{-asin[sin(23.45*π/180)*cos(2*π*(t_d+10)/365)]}；

正午(真)太阳时(小时)

t_o＝12-{4*(120-L)-[0.017+0.4281*cos[2*π*(t_d-1)/365]-7.351*sin[2*π*(t_d-1)/365]-3.349*cos[4*π*(t_d-1)/365]-9.371*sin[4*π*(t_d-1)/365]]}/60；

太阳高度角(度)

α＝asin{a+b*cos[2*π*(h-t_o)/24]}*180/π；

太阳方位角(度)

β＝acos{[sin[asin[a+b*cos(2*π*(h-t_o)/24)]]*sin(ζ*π/180)-sin[-asin[sin(23.45*π/180)*cos(2*π*(t_d+10)/365)]]]/[cos[asin[a+b*cos(2*π*(h-t_o)/24)]]*cos(ζ*π/180)]}*180/π

根据以上公式计算出早上(8:30)、正午(真太阳时)、下午(15:50)时的太阳高度角α和太阳方位角β；

(2)未遮阴长度计算：

早上，小区面积东侧有未被遮阴存在，正午，小区面积南侧有未被遮阴存在，

下午，小区面积西侧有未被遮阴存在。

早上未被遮阴的距离(东西长)＝(2/tan(α₁*π/180))*sin(β₁*π/180)

正午未被遮阴的距离(南北宽)＝(2/tan(α₂*π/180))